第五章 采场顶板支护方法ppt课件.ppt

《第五章 采场顶板支护方法ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、《矿山压力与岩层控制》之–第五章中国矿业大学矿业学院采矿系采场顶板支护方法采场顶板支护方法2021/10/51矿山压力与岩层控制本章内容提要第五章采场顶板支护方法5.1顶板分类与底板特征5.2采场支架类型与支架力学特征5.3采场支架与围岩相互作用原理5.4采场支护设计5.5采场来压预报与支护质量监测5.6本章小结2021/10/52矿山压力与岩层控制控制矿山压力目的：保证回采工作面的正常生产和人员安全。工作面支护的直接对象是直接顶，通过直接顶间接对老顶的活动起一定的控制作用，平衡老顶失稳的压力。采空区处理方法对老顶的活动有着明显的影响。采空区处理采场矿山压力控制工作面支护第一节顶板分类与

2、底板特征一、采场矿山压力控制的概念2021/10/53矿山压力与岩层控制4对于全部冒落法处理采空区：“煤壁－支架－矸石”构成对采场上覆岩层的支撑体系2021/10/5矿山压力与岩层控制第一节顶板分类与底板特征一定条件下，上述支撑体系的支撑性能将主要取决于支架的支撑特性，即主要取决于支架的支撑力与支架可缩量的关系特征。5采场支架处在一个由围岩组成的系统中：“老顶－直接顶－支架－底板”2021/10/5矿山压力与岩层控制5第一节顶板分类与底板特征62021/10/5矿山压力与岩层控制由于采场支撑体系（小结构）必须与上覆岩层大结构相适应，采场支架必须具备下列两个特性：①必须具备一定的可缩量，煤

3、壁与矸石的刚性；②必须具备一定的支撑性能,即一定的支撑阻力。采场围岩：直接顶、老顶、直接底岩层。这三者对采场矿压显现及支护方式的选择有着显著的影响。因而需对三者加以分类。第一节顶板分类与底板特征7直接顶是支架直接维护的对象，支架通过直接顶控制老顶。直接顶的完整程度直接影响工作面安全和支护方式的选择。直接顶的完整程度取决于两个因素：1）岩层本身的力学性质；2）直接顶岩层内的层理和裂隙的发育情况。2021/10/5矿山压力与岩层控制第一节顶板分类与底板特征二、直接顶的分类1）岩层的力学性质：抗拉、抗压强度，弹模等结合我国的实际情况，曾将直接顶按稳定性分为三种状态：破碎顶板，回采护顶不及时，很

4、易造成局部冒顶，如页岩、再生顶板及煤层顶板等。中等稳定顶板，虽由于受到一系列裂隙所切割，但局部尚较完整，如砂页岩或粉砂岩等。完整顶板，这种顶板允许悬露面积大，稳定性好，不易发生局部冒顶。如砂岩或坚硬的砂页岩等。82021/10/5矿山压力与岩层控制第一节顶板分类与底板特征2）岩层内节理裂隙的发育情况：原生裂隙：岩层在形成过程中由于温度、矿物结晶及沉积的作用而形成的弱面，如层与层之间的层面。构造裂隙：岩层形成后，经剧烈的地质变动，例如在挤压、扭曲等过程中形成的弱面。这种弱面有些是贯穿于整个岩层群的大小断层面，以及伴随此断层的各种小型破坏面。压裂裂隙：指在煤层开采时引起的破坏面。一般仅发生在

5、比较软的直接顶，主要是由于支承压力的作用。92021/10/5矿山压力与岩层控制第一节顶板分类与底板特征10直接顶的分类（冒空使接顶恶化）①以直接顶初次垮落步距L0作为分类指标，分为4类：1类L0≤8m不稳定顶板2类8m＜L0≤18m中等稳定顶板3类18m＜L0≤28m稳定顶板4类28m＜L0≤50m非常稳定顶板②以直接顶端面破碎度作为分类指标，分为3类：破碎顶板中等稳定顶板完整顶板2021/10/5矿山压力与岩层控制第一节顶板分类与底板特征FA－端面破碎面积F－支架梁端到煤壁面积端面距为1m时的端面破碎度称为顶板冒落灵敏度。1类E>30%不稳定顶板2类11%

6、E<10%稳定顶板112021/10/5矿山压力与岩层控制第一节顶板分类与底板特征直接顶端面破碎度端面距与顶板破碎度的关系E越小b对破碎度影响越小③直接顶板分类方案及其指标原煤炭工业部颁发了缓倾斜煤层采煤工作面直接顶板分类方案。共分为4类。其中，1类、2类又分为2个亚类，具体指标见表5-1。τr为直接顶平均初次垮落距。122021/10/5矿山压力与岩层控制第一节顶板分类与底板特征13老顶的失稳及来压强度不仅对直接顶的稳定性有直接影响，而且对确定支护强度、支架具备的可缩量以及选择采空区处理方法等，都起着决定性的作用。2021/10/5矿山压力与岩层控制第一节顶板分类与底板特征三、老顶的分

7、级老顶岩层对工作面的顶板压力的影响主要取决于直接顶的厚度。直接顶厚度对老顶来压显现剧烈程度影响较大，采空区充填越满，老顶破断后形成结构呈现缓慢下沉式平衡的可能性越大，对工作面矿压显现影响越小，在“煤壁－支架－采空区已冒落的矸石”支撑中，支架承载越小。142021/10/5矿山压力与岩层控制第一节顶板分类与底板特征直接顶厚度为采高6-8倍，全部垮落，不足部分充填，甚至刀柱法。15(1)按直接顶厚度与采高比值N=∑hi/hm，并参照老顶